Т. 71, №2. - С. 28-32.

4. Полишко Т.Н. Особенности процессов трансформации энергии у стафило-кокков // Придніпровський науковий вісник. – 1997. -№44 (55), жовтень, - С. 47-48.

5. Vinnikov A.I., Gavrilyuk V.G., Polyakova T.N. DNA-phage transport across cytoplasmic membranes of Staphylococcus aureus. // Abstr. of 10-th International Biophysics congress. - Vancouver, Canada, 1990.- Р.4.4.20.

6. Полішко Т.М. Особливості процесів трансформації енергії у стафілококів // Тези доповідей VII Українського біохімічного з‘їзду. - Київ, - 1997. - С. 144-145.

7. Полишко Т.Н., Винников А.И. Энергетическое состояние клеток стафилококка и эффективность фаговой инфекции // Тези доповідей Першої міжнародної конференції "Наука і освіта, 98". - Дніпропетровськ, 1998. - Т.2. - С. 67.

8. Полишко Т.Н., Винников А.И. Изучение воздействия ингибиторов энергетических процессов на эффективность фаговой инфекции у стафилококков // Тези доповідей П`ятої міжнародної конференції "Франція та Україна: науково-практичний досвід у контексті діалогу національних культур". - Дніпропетровськ, 1998. - Т.2, ч.3. - С. 96-97.

9. Полішко Т.М., Вінніков А.І. Вплив фагової інфекції на величину мембранного потенціалу у стафілококів // Тези доповідей 2-го з'їзду Українського біофізичного товариства. - Харків, 1998. - С. 96.

10. Vinnikov А.I., Роlishko Т.N. Іпfluence temperate phage 52А оn energy processes of staphylococci // Аbstr. II International conference "Bioresourses and viruses". - Kiev, 1998. - Р. 180.

Прізвище Полякова змінено на прізвище Полішко.

АНОТАЦІЯ

Полішко Т.М. Вплив транспорту фагової ДНК на структурно-функціональні показники бактеріальної клітини. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.07 – мікробіологія. – Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України, Київ, 2001.

Установлена присутність двох генераторів мембранного потенціалу – дихаль-ного ланцюга і Н+–АТФази, можливість позаферментної генерації і рН під час "іонного" фосфорилування. Визначена величина р та ії окремих компонентів.

Часткове чи повне гальмування генераторів при застосуванні інгібіторів - KCN, ДЦКД, ХКФ - різко пригнічує ефективність фагової інфекції на стадії транслокації ДНК. Крім того, транспорт фагової ДНК залежить від концентрації внутрішньоклітинної АТФ. Базуючись на даних інгібіторного аналізу із застосуванням валіноміцину і нігерицину, визначена участь і рН у забезпеченні транслокації фагової ДНК при провідній ролі трансмембранного потенціалу і залежності ефективності фагової інфекції від ії величини.

Транслокація фагової ДНК приводила до зняття мембранного потенціалу та роз'єднання окислювання і фосфорилування, індукції потоків Н+, К+, Na+. Ці процеси корелюють з підвищенням відношення Н+/О і збільшенням проникності мембрани для протонів і ряду одновалентних катіонів.

Дія фагової ДНК на мембрану подібна впливу канал – формувального антибіотика граміцидину, що вказує на утворення на цітоплазматичній мембрані клітин стафілококів іонних каналів при транслокації фагової ДНК.

Ключові слова: стафілокок, транслокація фагової ДНК, протонрушійна сила, трансмембранний потенціал, градієнт протонів, іонні канали.

АННОТАЦИЯ

Полишко Т.Н. Влияние транспорта фаговой ДНК на структурно–функциональные показатели бактериальной клетки. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.07 – микробиология. – Институт микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного НАН Украины, Киев, 2001.

В диссертационной работе представлены результаты по изучению процессов, происходящих на мембране клеток лизогенных штаммов стафилококков при транспорте фаговой ДНК внутрь клетки в ходе процессов трансдукции. Эксперименты, проведенные по изучению основных параметров энергетического обмена у изучаемых лизогенных штаммов стафилококков, показали, что работает два генератора наведения мембранного потенциала – дыхательная цепь и Н+–АТФаза, кроме того, возможна внеферментная генерация и рН вследствие создания ионных градиентов с последующим синтезом АТФ, то есть "ионное" фосфорилирование. Определены значения и рН при различных значениях рН и суммарная величина протондвижущей силы. Трансгидрогеназный комплекс не выявлен. Установлено незначительное поглощение: проникающих анионов целыми клетками и проникающих катионов мембранными везикулами.

При использовании классических ингибиторов - KCN, ДЦКД, ХКФ - показано, что торможение генераторов протонного электрохимического потенциала, частичное или полное, резко подавляет эффективность фаговой инфекции на стадии транслокации ДНК через цитоплазматическую мембрану.

В то же время транспорт фаговой ДНК стафилококков зависит от концентрации внутриклеточной АТФ. Это показано при изучении воздействия ингибиторов, подавляющих катаболические реакции и приводящих к образованию АТФ в ходе фосфорилирования (CH2ICOOH, NaF, Na3AsO4).

Базируясь на данных по четкой корреляции эффективности фаговой инфекции и наведения электрохимического потенциала ионов водорода, определено, что движущим механизмом транспорта ДНК является протондвижущая сила. Ингибиторный анализ с применением валиномицина и нигерицина показал, что у изучаемых нами лизогенных штаммов стафилококков оба компонента протондви-жущей силы: и рН участвуют в обеспечении транслокации фаговой ДНК при ведущей роли трансмембранной разности электрических потенциалов. Эффектив-ность фаговой инфекции зависит от величины трансмембранного потенциала.

Далее установлено, что транслокация ДНК у стафилококков приводит к сложному взаимодействию и изменению структурно-функциональных параметров цитоплазматической мембраны.

Добавление фагов к суспензии стафилококков приводило к снятию мембранного потенциала и разобщению окисления и фосфорилирования. По времени эти эффекты совпадали с периодом инъекции фаговой ДНК.

Внесение фагов индуцирует выход калия из клеток и вход протонов и ионов натрия в клетки. В то же время эксперименты с “кислородным пульсом” показали, что в присутствии фагов уменьшается величина генерируемой трансмембранной разности потенциалов и, вместе с тем, увеличивается отношение Н+/О, что свидетельствует о стимуляции электрогенного протонного Н+-насоса. Это коррелирует с увеличением проницаемости мембраны для протонов и ряда одновалентных катионов.

Для выяснения природы повышения проницаемости мембраны для протонов при внесении фагов использован методический прием, при котором проницаемость мембраны для протонов измерялась при различных температурах. В основании такого подхода лежат данные, согласно которым активность переносчиков в мембране уменьшается с понижением температуры, в то время как транспорт с использованием каналов не зависит от температуры. При изучении действия фагов на протонный насос клеток стафилококков показано, что наблюдается определенная аналогия действия фага и разобщителя грамицидина, образующего в мембране клеток каналы, и полная противоположность с функционированием переносчика ионов К+ валиномицином. Это указывает на то, что фаг способен формировать каналы в мембране клеток стафилококков.

На основании проведенной работы можно заключить, что транслокация фаговой ДНК у стафилококков - энергозависимый процесс; движущим механизмом транспорта ДНК является протондвижущая сила, и транслокация фаговой ДНК связана с образованием в мембране клеток ионных каналов.

Ключевые слова: стафилококк, транслокация фаговой ДНК, протондвижущая сила, трансмембранный потенциал, градиент протонов, ионные каналы.

SUMMARY

Polishko T.N. The influence of DNA-phage transport on structural and functional parameters of a bacterial cell. - Manuscript.

The thesis for a candidate`s degree by speciality 03.00.07 – microbiology. Institute of microbiology and virology named after D.K. Zabolotny of National Academy of Science of Ukraine, Kyiv, 2001.

The existance of two generation of membrane potential – respiratory chain and H+ - ATPase as well as the possibiliti of non – enzymatic generation of and pH during ”ionic” phosphorylation has been determined. Partial or complete inhibition of the generators of , using KCN, DCC, CCCР inhibitors sharply suppresses efficiency of phages infection of on the stage of DNA – phage transport. The inhibitory analysis with valinomycin and nigericin has shown the participation of both components: and pH in the DNA-phage translocation, the leading role belongs the transmembrane potential. The DNA transport lead to dissipation of membrane potential, uncoupling the oxidation and phosphorylation as well as induction of H+, K+, Na+ - movements. These processes correlate with the increase of H+/O ratio and the augmentation of membrane permeability for protons and a series of one – valent cations.

The influence of DNA - phage transport on membrane similar the impact of the canal – forming antibiotic gramicidin. The formation of ionic canals in the membrane of Staphylococci during the DNA - phage transport has been determined.

Key words: Staphylococci, translocation of DNA - phage, proton motive force, transmembrane potential, gradient of protons, ionic canals.